Номер 4, страница 146 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 28. Свободные электромагнитные колебания. Вопросы - номер 4, страница 146.

Условие.

4. Назовите идеальный объект, в котором возможны незатухающие электромагнитные колебания, происходящие по гармоническому закону.

Решение.

4. Решение

Незатухающие электромагнитные колебания, происходящие по гармоническому закону, возможны в идеализированной физической системе, в которой отсутствуют потери энергии. Такой системой является идеальный колебательный контур (или LC-контур). Он представляет собой замкнутую электрическую цепь, состоящую из идеальной катушки индуктивности, обладающей только индуктивностью $\text{L}$, и идеального конденсатора, обладающего только ёмкостью $\text{C}$.

Ключевым свойством такого контура является полное отсутствие активного сопротивления ($R=0$). В реальных контурах всегда есть сопротивление проводов и обмотки катушки, которое приводит к потерям энергии на тепло (джоулево тепло) и, как следствие, к затуханию колебаний. В идеальной модели также пренебрегают потерями энергии на излучение электромагнитных волн.

В идеальном LC-контуре полная электромагнитная энергия сохраняется. Она периодически переходит из энергии электрического поля конденсатора ($W_E = \frac{q^2}{2C}$) в энергию магнитного поля катушки индуктивности ($W_M = \frac{LI^2}{2}$) и обратно. Этот процесс и представляет собой незатухающие гармонические колебания. Заряд на конденсаторе и ток в катушке изменяются со временем по синусоидальному или косинусоидальному закону с циклической частотой, определяемой формулой Томсона: $\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}$.

Ответ: Идеальный колебательный контур (LC-контур), состоящий из катушки индуктивности и конденсатора, активное сопротивление которого равно нулю.